城市污水处理厂活性污泥呼吸速率的研究

利用差压仪分别测定了5个污水处理厂曝气池混合液的内源呼吸耗氧量,同时设计了密闭投加醋酸钠的差压仪测定方法,测定了投加醋酸钠后的外源呼吸耗氧量。不同污水处理厂污泥呼吸性能有较大差异,比基质内源呼吸在14～42mgO2/（g MLVSS.d）范围变化,投加有机物后比外源呼吸在120～450mgO2/（g MLVSS.d）范围变化。不同污水处理厂之间的内源呼吸耗氧速率OUR的大小和挥发性污泥浓度MLVSS的高低没有必然联系,但比内源呼吸OUR高的污泥有较强的基质去除能力,表现出较强的比外源呼吸能力。提高污泥内源呼吸能力就可以实现城市污水处理厂节能减排。     

基于呼吸图谱的自养菌与异养菌内源呼吸过程分析

内源呼吸是活性污泥重要的代谢过程,但目前对内源呼吸过程的认识较为模糊.本研究采用呼吸图谱的方法,对以去除BOD为代表的异养菌和以硝化菌为代表的自养菌的内源呼吸特征进行了解析.结果表明,上述两类细菌进入内源呼吸时间几乎相同,但异养菌进入休眠期较快,且处于休眠期的易恢复生物量比例较高,表明异养菌具有较强的环境适应能力,而自养菌则相反,因此,本研究从内源呼吸角度证实了自养菌较为脆弱.另外,研究还发现,内源呼吸速率比例的增大反映出污泥活性变差,是表征活性污泥活性的重要参数,可作为活性污泥健康状态的定量描述指标.本研究成果深化了内源呼吸过程的进一步认识,为污水处理厂运行管理提供理论基础.     

ASM3模型的改进和应用

以ASM3原理为基础,引入污染物迁移方程,并加入位移变量,建立了基于ASM3的改进活性污泥模型模拟系统。以序批式呼吸计量试验对ASM3中异养菌好氧产率系数YH1O2、异养菌好氧内源呼吸速率系数bH1O2、异养菌的最大比生长速率μH和自养菌的最大比生长速率μA等4个重要的模型参数进行了确定,其它参数采用IWA推荐的典型值对工艺试验进行模拟。通过对COD,NH4^＋-N以及NO3^- -N进行模拟,模拟结果和实测结果吻合较好。     

基于全流程分析的低碳氮比进水污水处理厂运行调控

为使某污水处理厂出水达标排放,对该厂进行了全流程测试,分析其主要污染物沿工艺流程分布特征以及活性污泥特性,评估工艺运行现状,为该污水处理厂优化调控提供基础数据。研究发现,该厂进水ρ（BOD₅）/ρ（TN）仅为2.45,属于典型的低碳氮比进水。此外,通过活性污泥特性测试发现,反硝化潜力为9.0 mg/（g·h）,反硝化菌群相对丰度较高。进水碳源不足及外部碳源投加位点设置不合理是该厂无法实现TN达标排放的主要原因。在采取改变碳源投加位点、减小好氧池末端曝气量、增加碳源投加量等措施后,出水ρ（TN）由32.0 mg/L降至12.7 mg/L,实现了TN的达标排放;此外,厌氧释磷潜力由1.3 mg/（g·h）提升至2.6 mg/（g·h）,生物除磷能力也有了较大提升。研究提供了一种解决污水处理厂出水水质超标问题的思路,可为含低碳氮比进水的城镇污水处理厂运行调控及稳定达标提供参考。     

低氧污泥丝状菌膨胀的呼吸图谱特征分析

目前对污泥丝状菌膨胀的研究主要关注出水水质和沉降性等特征,而鲜有关于活性污泥微生物生理状态的报道.针对这一问题,采用降低SBR系统中溶解氧(DO)这一引发污泥丝状菌膨胀的典型条件,研究了污泥丝状菌膨胀过程中微生物受冲击过程中呼吸图谱与亲和系数的变化.结果表明,降低DO初期,微生物进入生理适应期,其特征为活性污泥内源比耗氧呼吸速率(SOURe)突然上升,自养菌比耗氧呼吸速率(SOURn)大幅下降,异养菌比耗氧呼吸速率(SOURc)小幅下降后迅速上升,同时氧亲和系数KO突增;维持低DO时期特征为出水水质和沉降性恶化,但SOURn和SOURc均恢复至较高水平,且COD亲和系数KS和氧亲和系数KO逐步减小,从理论上证明了低DO环境下足够的水力停留时间可以使出水水质更好,也就说明微生物通过适应性调整可以适应低DO环境,从呼吸代谢和动力学参数的角度验证了"低氧曝气理论"的可行性.研究成果对于污水处理厂节能提供新的理论支持.     

以呼吸速率为基础判断活性污泥抑制类型的研究

通过对活性污泥工艺中微生物抑制动力学的理论分析,把好氧微生物呼吸速率动力学引入与抑制动力学的研究中。在对不同抑制类型的呼吸速率动力学分析的基础上,比较基质降解的动力学公式和呼吸速率的动力学公式的差异,确定了判别竞争性抑制和非竞争性抑制的方法,就是通过测量投加抑制物和不投加抑制物的情况下最大呼吸速率的变化情况,当不投加抑制物和投加抑制物最大呼吸速率的比值超过1.2~1.5时,可以认为该抑制为非竞争性抑制。本文对该方法进行了试验研究。     

A~2O工艺生物泡沫污泥上浮的成因分析及控制措施

在A2O工艺中,活性污泥异常导致污水处理厂生化系统产生生物泡沫污泥上浮是行业中公认的难题。研究表明,造成活性污泥中生物泡沫产生的原因很多,进水含油是其中的一种。如果处理不及时,会影响出水水质,进而会导致整个系统的崩溃。本文以苏州相城某污水处理厂实际运行情况,分析了生物泡沫产生的原因及控制措施,以期能够对遇到此问题的其他污水处理厂有一定的借鉴作用。     

污泥基生物炭提升活性污泥系统处理性能

对污泥基生物炭提升活性污泥系统处理性能进行探讨,将活性炭和污泥基生物炭分别投入A²O工艺厌氧池活性污泥,发现其对COD削减率最高分别为72.9%和41.1%,均能有效削减,生物炭对TN削减率最高为74.1%,优于活性炭.表征显示污泥基生物炭上更易附着活性污泥且比表面积更大.在A²O小试厌氧池中以"1次/污泥龄"为频率投加活性炭、污泥基生物炭和脱脂污泥基生物炭,结果发现:投加污泥基生物炭对COD、TN、TP的削减均优于活性炭,投加脱脂污泥基生物炭对COD、TN的削减与投加活性炭相当,对TP平均削减率高达85.6%,优于活性炭,表明生物炭处理(BT)工艺比粉末活性炭处理(PACT)工艺处理生活污水能力更强,脱脂污泥基生物炭作为污泥脂质提取后的副产品更经济.     

Plackett-Burman法筛选污水中总氮去除的主要影响因素

结合生产实际运行数据,分析了南方某污水处理厂二级处理段(A2O工艺和氧化沟工艺)和深度处理段(微絮凝过滤工艺和次氯酸钠消毒工艺)等处理单元对总氮的去除效果。采用基于蒙特卡罗(Monte-Carlo)模拟的概率统计方法对该厂再生水中总氮符合相应标准的概率(保障率)进行了定量计算。结果表明,当再生水作为城市绿化用水和景观环境用水时,总氮保障率均仅为1.59%,存在较大的安全风险。在满足污水处理厂实际运行可控条件下,采用Plackett-Burman试验设计对全流程污水处理工艺中影响总氮去除效果的可控因素进行了研究,建立了合适且具有代表性的数学回归模型方程,筛选出了主要控制因子:混合液回流比、生物池出水PAC投加量和过滤池次氯酸钠投加量,为进一步优化工艺参数提供了重要理论依据和实践基础。     

A2/O工艺污水处理厂运行参数优化的数值模拟

为了确定活性污泥系统A2/O工艺的最佳运行工况,将FCASM2-HYDRO模型应用于德清狮山污水处理厂A2/O工艺污水处理过程的数值模拟中.根据FCASM2-HYDRO模型分别建立了厌氧池、缺氧池、好氧池的数值模拟方程.采用有限元法求解,并使用MATLAB语言建立一套数值模拟程序.利用数值模拟程序分别模拟了工艺参数条件、流量、进水碳氮磷比对德清狮山污水处理厂污水处理效果的影响.由数值模拟结果得到了该厂目前最佳的运行工况:污泥回流比为50%,混合液回流比为100%,泥龄为15d,进水COD:NH4 -N:PO34-P比控制为100:8:1.     

硝酸盐对降解对苯二甲酸厌氧污泥驯化的影响

硝酸盐在通过反硝化作用加速菌体生长的同时,对污泥中降解ＴＡ菌群的形成有进一步的诱导作用。经过６周的驯化其对ＴＡ的比降能力达到１８．７５ｍｇ／（ｄＶＳＳ．ｄ）,而对照组为１０．２８ｍｇ／（ｇＶＳＳ．ｄ）研究结果还显示,经过２－３周可以完成从反硝化作用到产甲烷作用的转化。     

亚硝酸盐氧化菌(NOB)的富集培养与其污泥特性分析

为了解亚硝酸盐氧化菌(NOB)特性,以某中试SBR的剩余污泥为接种污泥,以NO2--N为底物,采用逐步提高进水NO2--N浓度的方式,通过控制高游离亚硝酸(FNA)浓度联合高DO浓度对NOB进行富集培养.65d后,荧光原位杂交(FISH)技术分析结果显示NOB占细菌总数的80%以上[Nitrobacter(NOB的一个种,菌体呈杆状或梨状):80%; Nitrospira(NOB的一个种,菌体呈螺旋状):5%],表明成功富集培养出NOB为优势菌种的活性污泥.并且自然形成颗粒污泥,MLSS约为700mg/L,MLVSS/MLSS为0.278,SVI约为6mL/g.富集后污泥SVI较低的原因可能是污泥无机化程度高,污泥以无机盐沉淀为晶核形成颗粒污泥.试验结果表明,该污泥能够处理NO2--N浓度为1000mg/L的污水,比硝化速率为131.03mg/(g MLVSS·h),比耗氧速率为169.5mg O2/(g MLVSS·h).     

2-丁烯醛生产废水对厌氧生物处理的毒性

以厌氧颗粒污泥为受试生物、乙酸钠为底物,研究了2-丁烯醛废水的厌氧处理毒性及污泥胞外聚合物(EPS)的组成变化.结果表明,2-丁烯醛废水COD￡850mg/L时,厌氧颗粒污泥的比产甲烷活性(SMA)几乎不受影响;当废水COD从2125mg/L提高到4249mg/L时,厌氧颗粒污泥的比产甲烷活性(SMA)从70.5mLCH4/(gVSS·d)降低至9.4mLCH4/(gVSS·d);COD为8499mg/L时,厌氧颗粒污泥的SMA仅为4.7mLCH4/(gVSS·d),且废水中有毒物质表现为杀菌性毒素.随着COD升高,EPS(TOC表征)、多聚糖、蛋白质含量呈现先降低后升高趋势.三维荧光光谱结果显示,不同COD条件下EPS荧光峰数量及位置相同,分别为类酪氨酸荧光峰peak A (λex/λem=275nm/305nm)、类色氨酸荧光峰Peak B (λex/λem=275nm/350nm)、辅酶F420贡献的荧光峰Peak C (λex/λem=415nm/470nm)及类富里酸荧光峰Peak D (λex/λem=335nm/450nm),其中荧光峰peak A和peak B峰强度较强.     

含盐工业废水生化处理耐盐污泥驯化及其机制

通过比较在高盐和低盐条件下活性污泥驯化过程,研究了含盐工业废水生化处理耐盐污泥驯化的可行性、特点及其生物学过程.结果表明以盐份作为选择压力可以驯化出具有高降解活性的耐盐污泥,在NaCl浓度为45 000mg/L,容积负荷为1.6kgCODCr/(m³d)时,其COD_Cr去除率可达到96.6%.对耐盐污泥的驯化过程中的微生物优势生理群变化分析显示,随着进水盐浓度的增加,耐盐苯乙酸降解微生物生理群数量在15d时间内从10⁹cfu/(gVSS)上升到10¹¹cfu/(g.VSS),成为污泥中的优势生理群.     

不同基质培养条件下的好氧颗粒污泥特性研究

采用序批式活性污泥(SBR)工艺,分别以葡萄糖(R₁反应器)和乙酸钠为基质(R₂反应器)运行102 d,对培养成熟的颗粒污泥特性进行研究. 结果表明:R₁反应器中以球菌为主,R₂反应器中以杆菌、球菌为主;在颗粒刚成熟时,R₂反应器的颗粒大些,且集中,粒径在0.1～1.0 mm,随着颗粒成熟期的延长,R₁反应器的粒径要大些,最大为2.2 mm;R₁和R₂反应器的耗氧速率(OUR)分别为 1.184和0.944 mg/(L·min),比耗氧速率(SOUR)分别为0.838和0.825 mg/(g·min);有机污染负荷为600～1　200　mg/L时,R₁和R₂反应器的COD_Cr去除率均达到95%～98%.      

混合呼吸仪同时表征废水RBCOD和SBCOD组分

利用自行开发的混合呼吸仪,对来自重庆某城市污水处理厂进水和活性污泥混合液进行了呼吸速率测量,得到包含RDCOD和SBCOD降解过程OUR和内源呼吸过程OUR的全呼吸速率曲线.根据所得OUR曲线所表现出的两阶段性特点,以水解模型解析SBCOD的OUR曲线,结合Mann-Kendall趋势检验法解析内源OUR,提出一种呼吸速率测量法同时表征废水中RBCOD和SBCOD的新方法.与传统的OUR台阶法相比,该方法减少了人为误差,能够提高废水COD组分表征的准确性.     

纳米ZnO浓度对EBPR系统除磷性能的影响

采用SBR工艺接种成熟的强化生物除磷(EBPR)絮状污泥,研究了不同浓度纳米ZnO(ZnO NPs)对颗粒化EBPR系统性能的影响。结果表明:低浓度(≤1 mg/L)ZnO NPs可促进厌氧释磷和好氧吸磷作用;随着ZnO NPs浓度的增加,磷酸盐及COD去除能力受到明显抑制;在厌氧释磷过程中,PAOs对ZnO NPs的毒性更为敏感;与未受ZnO NPs污染的系统相比,ZnO NPs浓度为15 mg/L条件下的释磷速率与吸磷速率分别下降了0.1 mg/(gVSS·min)和0.15 mg/(gVSS·min)。     

A novel technology for quick acclimation of an anaerobic microbial consortia used for biodegrading teraphthalic acid (TA)

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｒａｐｈｔｈａｌｉｃａｃｉｄ (ＴＡ)ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｂｅｒ,ｖｉｄｅｏｆｉｌｍｓａｎｄｏｔｈｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ .Ｓｉｎｃｅｂｉｓ (2 ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ)ｐｈｔｈａｌａｔｅ ,ｄｉｅｔｈｙｌｐｈｔｈａｌａｔｅａｎｄｄｉｍｅｔｈｙｌｐｈｔｈａｌａｔｅｈａｖｅｂｅｅｎｃｌａｓｓｉｆｉｅｄａｓｐｒｉｏｒｉｔｙｈａｚａｒｄｏｕｓｃｏｍｐｏｕｎｄｓｂｙＥＰＡｏｆｔｈｅ…     

选择性排泥改善颗粒污泥亚硝化性能的研究

通过好氧颗粒污泥反应器160d的运行,考察了选择性分离颗粒污泥对改善短程硝化工艺长期稳定运行的有效性.反应器整个运行过程分3个阶段,在第一阶段污泥停留时间(SRT)仅通过出水中携带的污泥自行调控,SRT极高,造成颗粒污泥的解体以及短程硝化性能的恶化.阶段2和阶段3中通过排出颗粒污泥床顶部污泥,控制SRT分别为(45±5),(30±5)d,氨氧化细菌(AOB)活性有明显提升.NO2--N比累积速率由阶段1运行时的7.44mg/(g·h)上升至阶段2时的8.08mg/(g·h)和阶段3时的9.14mg/(g·h);相反,NO3--N比产生速率从3.01mg/(g·h)下降至SRT为(30±5)d时的1.54mg/(g·h);阶段3出水中亚硝化率达80%以上.以上结果表明,通过选择性分离颗粒污泥控制SRT是实现短程硝化颗粒污泥工艺长期稳定运行的一种有效调控策略.另外,分析认为反应器高径比越大以及引入与NOB竞争亚硝酸盐基质的微生物均有利于该策略的实施.